氧化石墨烯聚偏氟乙烯复合膜的研究

更新时间:2023-07-03 23:34:44 阅读: 评论:0

及一定过氧化氢加入其内,就能够对残留高锰酸钾以及二氧化锰物质实现还原处理,此时所得混合物就会从原来的褐色逐渐变为亮黄色的状态;对盐酸与温水以1:10质量比例实施混合,后分别开展3次的过滤与清洗处理,后把所获取氧化石墨向透析袋内放置,并通过去离子水实施透析出,一直到BaCl 2的溶液内检验没有SO 42-存在,且通过AgNO 3的溶液检验没有
CI -;
把所得氧化石墨向60 ℃真空的干燥箱内放置并进行24 h 的真空干燥,后密封进行保存[1]。
把一定量的氧化石墨在DMF 内溶解,并进行2 h 的搅拌,后通过超声的清洗器对其实施2 h 的处理,实现对氧化石墨有效剥离,最终就能够实现将氧化的石墨烯其DMF 的分散液获得。
(2)制备复合膜。对通过上述方法所获取氧化石墨烯其DMF 的分散液内,取相应量PVDF 向此分散液内实施溶解处理,进行12 h 的机械性搅拌,进而就能够使PVDF 分散液呈现出均匀性的状态,后对上述分散液采取3 h 时间的静置脱泡处理,获取呈现棕褐色状态的铸膜液类型。后取相应量铸膜液,向具有良好洁净性和水平性的玻璃板上进行倒入,再放置到40 ℃温度烘箱内保持6 h 的时间,实现对溶剂的有效蒸
干处理,就能更获取此复合膜。要求此复合膜的厚度为0.5 mm 左右,规格在150 mm ×200 mm 的大小范围。
1.4 对氧化的石墨烯表征的处理
(1)对氧化的石墨烯形貌表征的处理。此实验内,通过TEM
(透射电子式显微镜)来对氧化的石墨烯具有的微观性结构实现表征的观察和分析。对完成干燥处理的氧化石墨进行一定量的取出,借助超声手段对其以去离子水方式实施分散性处理,进而就能够获取0.01 mol/L 浓度均匀分散性的水溶液,再选取一滴溶液向相应的铜网开展滴落处理工作,完成烘干后对
TEM 的表征实施处理[2]
0 引言
在诸多领域的工作中,普遍使用聚偏氟乙烯的材料,此材料具有很好的耐热性以及稳定性等特点,且在力学性能方面表现也十分优异,其在加工中具有较宽温度,十分易成膜。但材料导热性能比较差,
霜降吃什么在传热的领域中受到了应用限制。而氧化的石墨烯具备很好导热性,可将其看作是单层状态氧化石墨类型,将其和PVDF(聚偏氟乙烯)结合使用,所形成的复合膜往往呈现出优异性能,因此现阶段对相关领域的研究也十分关注。
1 实验研究
1.1 实验材料和试剂
在此实验中,所用的试验材料和试剂主要有天然石墨、H 2SO 4(浓硫酸)、HCI(浓盐酸)、NaNO 3(硝酸钠)、30%质量分数H 2O 2(过氧化氢)、DMF(N-N 二甲基甲酰胺)、PVDF(聚偏氟乙烯)等。
巫人1.2 仪器设备
在此实验中,所用的试验仪器设备主要有超声波的清洗器、扫描电子式显微镜、透射电子式显微镜、万能的试验机、导热系数的测量仪等。
1.3 实验样品的制备
(1)制备氧化石墨烯。在此实验中,对氧化石墨主要通过Hummers 法实施制备。先将天然石墨0.5 g 和硝酸钠0.25 g 共同加入到12.5 mL 容量浓硫酸内,在冷却到0 ℃后再进行均匀性混合;对上述的混合
物进行高锰酸钾1.5 g 缓慢加入,并对混合物的温度控制在20 ℃之下;对冰水浴撤去,在33~38 ℃范围内维持2 h 反应;再进行去离子水23 mL 缓慢加入,此过程反应要求温度升到98 ℃且维持0.5 h 的反应;采取水70 mL 的量以
氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合膜的研究
王盈涵(济南大学,山东 济南 250002)
摘要:为了实现对聚偏氟乙烯膜性能的提升,文章就通过氧化石墨烯对聚偏氟乙烯膜实施处理,通过Hummers 法对氧化石墨实施合成处理,后借助超声的分散法实现氧化的石墨烯得到,以溶剂的蒸发法来对此复合膜实施制备;再通过TEM(透射电子的显微镜)、 FTIR(红外光谱)和X 射线的衍射来对氧化的石墨烯结构和形貌实施分析,并对复合膜以SEM(扫描电子的显微镜)对机械的性能和导热系数实施测定与分析,基于此来对氧化的石墨烯会影响复合膜的导热系数情况进行掌握。关键词:氧化石墨烯;聚偏氟乙烯;复合膜中图分类号:O621
文献标志码:A
文章编号:1008-4800(2021)09-0092-02
DOI:10.19900/jki.ISSN1008-4800.2021.09.045
Study on Graphene Oxide/Polyvinylidene Fluoride Composite Film
WANG Ying-han  (Jinan University, Jinan 250002, China)
Abstract: In order to improve the performance of polyvinylidene fluoride (PVDF) membrane, this paper treated PVDF membrane by
graphene oxide, synthesized graphite oxide by Hummers method, and then obtained graphene oxide by ultrasonic dispersion method. The composite membrane was prepared by solvent evaporation method, and then by TEM (transmission electron microscope), SEM (scanning electron microscope), SEM (scanning electron microscope) and SEM (scanning electron microscope) FTIR (infrared spectroscopy) and X-ray diffraction were ud to analyze the structure and morphology of graphene oxide, and SEM (scanning electron microscope) was ud to measure and analyze the mechanical properties and thermal conductivity of the composite f i lm. Bad on this, the influence of graphene oxide on the thermal conductivity of the composite f i lm was mastered.Keywords: graphene oxide; polyvinylidene fluoride; composite f i lm
1 640 cm -1位置附近,其吸收峰以及水分子受到变形振动产生的
吸收峰是相互对应的,而这也说明此样品尽管在测试前实施干燥性处理,但仍然还存在残存水分子;在1 400 cm -1位置附近吸收峰是属 C-OH 部分伸缩振动的峰;在1 080 cm -1位置附近,所呈现出吸收峰的状态,它表示C-O-C 部分振动吸收的峰。在以红外手段实施测试后得出结果,氧化的石墨内存在含氧的基团量是比较多的。
2.2 对复合膜表征情况分析
(1)此复合膜形貌特征分析。对PVDF 的膜表面、复合膜的表面通过电子式显微镜扫描,获取的照片分别是下图2中(a)和(b),而图2中(c)、图(d)则分别是PVDF 的膜断面和复合膜的断面电子式显微镜扫描的照片。
(a)
(b)我的儿媳满足了我
(d)
(c)图2 纯PVDF的膜表面、复合膜电镜扫描图
对上图2中(a)和(b)进行观察分析得知,复合膜其表面
是比PVDF 的膜表面更加粗糙的;氧化的石墨烯在此复合膜内具有较低的含量,且在此膜的初始形成
期间,其铸膜液的上表面部分内溶剂最先出现蒸发,进而形成了一层具有特别薄特点的致密性皮层,所以在表面很难对大量氧化的石墨烯实现有效观察。对上图2中(c)和(d)进行观察分析得知,PVDF 的膜断面较为平滑,但复合膜断面存在氧化的石墨烯片层结构。此氧化的石墨烯和PVDF 间存在模糊的界限,这说明了两者具有较好相容性。
(2)对复合膜机械性能的分析。根据测试结果得知,在膜中随氧化的石墨烯质量分数增大,复合膜拉伸的强度是呈现出先增后减的状态,且比PVDF 的膜都高。在的氧化的石墨烯质量分数达到0.4%,具备最大拉伸的强度。在氧化的石墨烯具有质量分数不足0.4%,此氧化的石墨烯和PVDF 间就存在作用力,且此作用力促进复合膜拉伸强度的提升。
(3)对复合膜导热性能的分析。对实验得到的图表进行观察和分析,在复合膜内氧化的石墨烯质量分数增大,其复合膜导热的系数呈现出先增后减的状态。在氧化的石墨烯存在较少含量时,其被较低导热的系数PVDF 所分隔,则导热的系数提高比较少。在氧化的石墨烯逐渐增大含量后,形成了导热的通道,则复合材料导热的系数就很快提高。在氧化的石墨烯质量分数在0.4%,其导热的系数达到了最大值。
3 结语
综上所述,文章通过实验法对氧化石墨烯/聚偏氟乙烯的
复合膜相关性能实施研究,分析了此复合膜的形貌特征、机械性能和导热性能等,希望对相关研究工作的开展具有参考价值。
(2)对氧化的石墨烯红外表征的处理。把氧化的石墨烯相应量水溶液在60 ℃温度条件放置,且完成24 h 的真空干燥处理,后对干燥后的约1.5 mg 样品去除,并以傅里叶的红外式光谱仪实施测试,要求测试在500~4 000 cm -1的区间内。(3)对氧化石墨烯XRD(X 射线的衍射)表征的处理。对石墨晶体以及氧化的石墨烯粉实施分别进行一定量的获取,对它们实施X 射线的衍射测试处理,要求测试保持在5~50°的范围。
1.5 对氧化石墨烯/聚偏氟乙烯的复合膜表征处理
民主评议自我评价(1)对此复合膜形貌的表征处理。借助扫描电子式显微镜对上述聚偏氟乙烯膜以及复合膜表面、断面实施表征的观察,对此膜的断面通过液氮内淬断后获取,全部样品测试前均在表面实施喷金处理。
(2)对此复合膜力学性能的测试。根据相关规范标准,把复合膜制作的样品为宽10 mm 和长200 mm 规格,后通过万能式试验机来对此复合膜针对拉伸强度实施测试,且要求拉伸的处理要在每分钟保持10 mm 的速率状态。
(3)对此复合膜导热系数的测试。通过导热系数的测量仪来对此复合膜具有的导热率实施测试,把此复
合膜按照宽30 mm 和长50 mm 实施样品制作,后将2片样品分别放置于测试电极的两端,再实施压置并完成测试,要求每个样品处于恒定的温度进行3次测试处理,且每次的测试都要以2 min 当作时间间隔进行。
2 实验的结果和讨论
2.1 对氧化的石墨烯表征情况分析
(1)对氧化的石墨烯形貌情况分析。出于对氧化的石墨烯形貌进行了解,以透射电子式显微镜来对氧化的石墨烯实施表征,从而得到图1所示氧化的石墨烯透射电镜的照片情况[3]。
图1 氧化的石墨烯透射电镜的照片图
从上图1情况能够知道,此氧化的石墨烯存在不均匀的厚
度,且褶皱也是随机性的分布状态,而这就表明此氧化的石墨烯褶皱产生可能是其并未以完全性铺展的状态存在而形成,或此合成氧化的石墨烯并非都是以单层的状态存在,可能一部分存在几层的单片重叠的情况。
(2)对氧化的石墨烯红外图谱的表征情况分析。在上图内3 000到3 700 cm -1范围间,呈现出较宽和较强类吸收峰类型,
其表示-0H cm -1
伸缩振动的峰,而若氧化的石墨烯内存在水分子残留的话,也会对其测试情况产生影响。在2 930 cm -1和2 860 cm -1位置附近,呈现出吸收峰的状态,它们是分属CH 2
反对称和对称伸缩的振动类型;在1 740 cm -1
位置附近,呈现出吸收峰的状态,它表示羧基内的C=0部分伸缩振动的峰;在
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203-214.
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作者简介:畅通(1984-),男,山西运城人,博士研究生,研究方向:煤炭清洁高效利用(通讯作者)。
基金项目:国家自然科学基金(21306218);山西省煤层气联合研究基金资助项目(2013012008);运城学院(QZX-2019006)。
3 结语
分布在不同国家的试井结果均表明CO 2-ECBM 在技术上是可行的,但是其实施效果随煤层而异,CO 2-ECBM 开采技术能规模化应用需要对目标煤层流体流动状态准确预测。欲使预测结果准确,需充分认识气体在煤层的运移及传递规律,特别是气体与煤发生物理化学变化引起渗透性改变的规律和高压条件下的气体在煤基质上的吸附应有进一步认识。
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作者简介:王盈涵(2000-),女,汉族,山东淄博人,本科,研究方向:海水淡化,pvdf 膜和石墨烯。八年级上册数学知识点

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